生态模型在水体富营养化研究领域的应用进展

生态模型在水体富营养化研究领域的应用拥有巨大潜力,为帮助初学者尽快掌握近年来生态模型在水体富营养化领域的研究成果,运用CiteSpace梳理了2008-2018年生态模型在水体富营养化领域的应用进展,以期为生态模型在水环境领域的广泛应用提供参考.以WoS（Web of Science）核心库收录1 523篇文献和CNKI（中国知网）数据库收录的3 779篇文献为样本数据源,通过可视化分析软件CiteSpace进行相应的数据挖掘和计量分析,提炼出生态模型在水体富营养化领域应用进展、前沿热点、演化路径和未来趋势.采用文献调研、分类梳理的方法,系统地分析和总结了EFDC系列模型、CE-QUAL-W2模型、DYRESM-CAEDYM模型、AQUATOX模型、Vollenweider（VOL）模型、PCLake模型、MIKE系列模型、WASP模型在水体富营养化领域应用现状、局限性、不确定性来源及注意事项.结果表明:2008-2018年国外研究应用热点主要涉及富营养化、营养盐循环对水生态系统的影响、气候变化及富营养化水体的管理等领域;国内热点研究则主要集中在水体富营养化问题相关领域应用.研究显示,新型试验数据的采集与获取（遥感数据、高频传感器）、大数据、数据-模型耦合及数据同化、生态建模之间耦合等应用是未来发展趋势.      

兴凯湖百余年营养演化历史及营养物基准

兴凯湖是东北亚地区典型湖泊。20世纪末以来人类活动持续增强,该湖营养快速富集,水体生态状况发生转变,但其环境演化历史及营养本底等信息尚知之甚少。本研究基于对该湖多根沉积钻孔年代、元素及沉积硅藻等多指标的分析,重建了兴凯湖百余年来的环境变化历史。结果表明：兴凯湖历史上保持着良好的环境生态条件,21世纪第一个十年以前水体环境变化较小(硅藻种群弦距<0.0005),近20 a来,兴凯湖生态环境逐渐退化,硅藻从以低—中营养Aulacoseira granulata的优势组合逐渐转变为以Cyclostephanos dubius为代表的富营养组合,污染元素(Pb、Zn等)含量及沉积速率快速升高。基于种群相似性的对比发现2000 a前的硅藻种群变化较小,故采用1994—1998年的水体监测均值作为兴凯湖的营养基准,即水体总磷(TP)、总氮(TN)基准分别为35μg·L^-1及970μg·L^-1;结合参比元素回归分析得到的大、小兴凯湖沉积物TP基准分别为360 mg·kg^-1、500 mg·kg^-1,可作为该...     

基于MODIS的鄱阳湖湿地植被变化及其对水位的响应研究

针对鄱阳湖水情变化如何影响湖区湿地植被生长过程的问题,在鄱阳湖国家级自然保护区内的蚌湖-吴城生态断面上,选取3个梯度分布MODIS像元样点,基于2001~2010年MODIS 增强型植被指数（EVI）时间序列,分析了近10 a来退水期植被生长动态变化过程;结合星子站水位资料,探讨了鄱阳湖退水期水位变化对湿地植被生长的影响。结果表明：各样点EVI年内均值表现为先上升后下降的单峰特征,多年平均值在10月份最大,高程越高的样点其EVI达到年最大值的时间越早;不同水位持续长短及其起讫时期影响植被的生长变化,EVI均值与生长期的拟合优度（075）高于最大值与生长期的拟合优度（049）;样点每提前出露10 d,EVI均值约升高002,[JP3]二者相关性R2达到055。研究结果对湖区植被资源管理以及湖泊水位调控效应研究等具有积极的参考意义     

从太湖地区看中国农村水污染

目前农村水环境污染状况正处于日益加剧的阶段，直接影响到广大农村地区的生态，生产安全，威胁着农村居民的身体健康，农村水环境问题已成为新时期农村发展的限制性因素，是我国政府解决“三农问题”过程中面临的新挑战，也是近期新农村建设的重点内容之一。[编者按]     

沉水植物黑藻腐解对微囊藻休眠体复苏的影响

模拟沉水植物黑藻(Hydrilla verticillata)生物量(以湿质量计)分别为0、10、25和50 g时,在17℃下腐解过程中对微囊藻(Microcystis)休眠体复苏的影响,并通过测定沉积物和上覆水的理化指标,探究腐解过程中环境因素的变化及其对微囊藻复苏的影响.为期84 d的腐解试验结果显示,沉水植物黑藻的腐解对微囊藻休眠体复苏具有抑制作用,且黑藻生物量越高抑制作用越强.另外,水体及沉积物中的TN、TP和总有机物含量,沉积物表面的光照强度及pH均随黑藻的腐解时间及黑藻生物量的不同而变化.黑藻的腐解会使沉积物中w(TN)升高;与无黑藻组相比,黑藻生物量越多释放到上覆水中的TN越多,但由于沉积物的吸附及微生物的作用,各试验组中上覆水ρ(TN)呈逐渐下降趋势;黑藻的腐解引起沉积物w(TP)显著升高,并在短时间内造成上覆水中ρ(TP)增加,64 d后复原到初始水平;沉积物及水体中的总有机物含量呈先升后降的趋势,在腐解后期水体中ρ(TOC)基本恢复到初始水平.在腐解过程中抑制微囊藻复苏生长的因素可能包括ρ(TP)的升高及光照强度和pH降低.      

基于底泥重金属污染及生态风险评价的星云湖疏浚深度判定

湖泊污染底泥环保疏浚工程需判定合理的疏浚深度。以星云湖底泥为研究对象,采集8个底泥柱状样,分析底泥中As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn浓度的垂向变化特征,应用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价了重金属污染程度及潜在生态风险,基于重金属污染程度和生态风险水平确定合理的环保疏浚深度。结果表明:星云湖底泥中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn浓度平均值分别为14.76、35.76、46.14、46.08、115.76和109.82 mg/kg,As、Pb和Zn浓度均超过GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中农用地土壤污染风险筛选值;底泥中重金属的污染多为清洁水平,部分采样点Pb和Zn偏中度污染,总体表现为Pb>Zn>As>Ni>Cu>Cr;底泥重金属潜在生态风险处于轻度生态风险水平,各采样点生态风险水平为1^#>7^#>2^#>6^#>4^#>3^#>8^#>5^#;利用临界累积深度法结合生态风险变化拐点法推荐星云湖除东南部外湖湾底泥环保疏浚深度为20~30 cm。     

五里湖生态重建影响因素及其对策探讨

简要介绍了五里湖的概况、主要生态环境问题和对五里湖生态环境现状及其变化过程的调查,并从水文、水质、底质等方面分析了五里湖生态重建的影响因素。在此基础上结合蠡湖新城建设规划及五里湖综合整治规划,提出了相应的生态重建对策,即通过控源、利用生境修复措施创造生态恢复条件、人工重建水生植被和湖泊生态系统管理,重建良性的湖泊水生态系统。同时,从体制和机制创新的角度出发,探讨了湖泊生态系统的管理方式和途径。      

太湖重点污染控制区综合治理方案研究

太湖流域是中国人口和城镇最为密集的经济发达地区,同时也是富营养化和生态破坏严重的大湖流域之一。太湖的水质污染目前已严重影响流域的可持续发展,并对人们的身体健康造成潜在危险。如何治理太湖、保护太湖已成为当地政府和科技人员的紧迫任务。笔者通过对太湖近15 a来水质发展趋势及污染物来源的分析,提出了太湖污染治理的重点污染控制区及相应的治理工程方案。      

基于BP神经网络预测地表水净化装置总氮的去除效果

为了模拟预测地表水净化装置脱氮效果,利用水质指标实测数据作为学习样本,选取原水总氮、氨氮、硝氮、COD_Mn及装置运行时间等指标作为预测参数,建立了BP神经网络水质预测模型,并运用该模型对净化装置的水质进行预测,同时引入多元线性回归模型作为对比。结果表明,BP神经网络模型预测值的可决系数为0.985,最大误差为5.92%,明显优于多元线性回归模型预测效果;BP神经网络模型预测精度较高,预测速度快,能够准确地预测净化装置的总氮去除效果。     

不同电子受体作用下微生物降解多环芳烃研究进展

电子受体作为微生物代谢过程中的必需物质,对不同类型微生物的数量及其代谢能力有重要影响。笔者分析了不同电子受体对微生物降解多环芳烃的影响。对好氧降解（氧气为电子受体）菌种类及降解途径进行了总结;厌氧降解方面,概述了硝酸盐、硫酸盐、金属离子（Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)）、碳酸盐为电子受体的研究进展。此外,对微生物降解多环芳烃的研究存在的问题以及未来的发展方向进行了简述与展望。